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基于激光测距的遥测技术研究

文琴  
【摘要】:随着经济的发展与科技的进步,许多大型建筑应运而生。安全监测作为建筑物质量的保证,对于大型建筑的安全运行有着不可替代的作用。采用高新技术建立有效、完善的安全监测管理体系,不仅可以实时地掌握建筑的形变信息、分析形变趋势、发现存在的安全隐患,还有利于采取相应的预防措施,降低损失。因此,安全监测工作对大型建筑以及人们的安全显得尤为重要。本文设计了具有可靠性好、易操作、成本低等优势的监测系统,旨在实现对被测对象位移的高精度遥测。本文基于激光测距原理确定了系统的总体方案,并对脉冲激光发射系统、回波信号接收系统以及测时仪进行了设计与分析,具体如下:①采用TTL电路完成了激光器驱动电路的设计,并完成了In Ga As APD的接收电路以及信号整形电路的设计。通过实际电路仿真与测试,成功探测到测时仪所需的脉冲信号源。②利用专业测时芯片TDC_GP2完成了测时仪对的研究,系统包括芯片TDC_GP2、MSP430单片机和LABVIEW上位机。单片机为TDC_GP2芯片写入控制字,SPI串口完成单片机与TDC_GP2之间的通信,R232串口完成上位机与单片机之间的通信。同时,本文基于LABVIEW提出了一种对数据处理的筛选平均法,并基本实现了自动化测量、数据处理等工作。最后,利用FPGA验证了测时仪的精度,实验表明:通过筛选平均法的引入,测时仪的精度可提高至5ps以内,相当于1mm以内的测距精度。③本文通过光纤搭建了激光测距系统,进行了实际模拟测试,并取得了一定的实验效果。在整个系统的设计完成之际,对本系统进行了分析与总结,并指出了系统的不足以及需改进的地方。通过本文的研究,提出了一种基于激光测距的高精度、实用化的遥测系统,为大型建筑安防监管体系的建设打下了基础。


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